چکیده

در بررسی حاضر اثر کشش ماه و خورشید در تحریک زمین لرزه های دستگاهی ایران در بازه زمانی 1900-2007میلادی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور زمان وقوع زلزله های مورد بررسی از میلادی به قمری تبدیل شده و فراوانی زلزله ها در روزهای قمری، فصول مختلف سال و در طول شبانه روز بررسی شده است. همچنین ساعت وقوع زلزله با ساعت حداکثر کشش ماه و خورشید در سه مولفة شرقی-غربی، شمالی-جنوبی و مولفة قائم مقایسه شده است. نتایج این بررسی نشان میدهد که ساعت وقوع زمین لرزه ها در ایران تصادفی نبوده و کاملاً تابع کشش ماه و خورشید می باشد. مثلاً بیشترین تعداد زمین لرزه ها در فصل بهار و در اوایل و اواخر ماه قمری اتفاق افتاده است. همچنین زمان اوج  زلزله در بهار وپاییز (اعتدالین) بعد از ظهر(16 و17)است در حالی که در تابستان و زمستان ( انقلابین) شب هنگام (21 و19) می باشد.

 

مقدمه

برآورد زمان وقوع زمینلرزه ها در بحث مدیریت بحران زلزله اهمیت بسیار زیادی دارد. وقوع زلزله تابعی از نسبت انرژی ذخیره شده در سطح گسل به مقاومت آن می باشد و تغییر در زمان زلزله مستلزم تغییر در میدان تنش یا مقاومت سطح گسل ا ست. پدیده های مختلفی ممکن است در تغییرات میدان تنش مؤثر باشد که از جملة آنها وقوع زلزله های دیگر، تغییرات سطح آب زیر زمینی، حرکت تودة ماگمایی در عمق زمین، نیروی گرانش ماه، خورشید و سایر سیارات، طوفانهای مغناطیسی،لکه های خورشیدی، تغییرات دمایی و انفجارات هسته ای را می توان نام برد. از بین موارد فوق زلزله های اطراف یک منطقه اربزرگتر و مشهودتری دارند. وقوع زمین لرزه در روی یک گسل خاص ازث طرفی سبب تخلیه تنش و از طرف دیگر منجر به کاهش زبری و مقاومت سطح گسل شده و در نتیجه نقش اساسی در تأخیر یا جلو انداختن زمان وقوع زلزله های بعدی خواهدداشت. تغییرات تنش ایجاد شده از سایر پدیده ها معمولاً نسبت به تنش های زلزله ناچیز بوده و بیشتر نقش تحریک کننده دارند. یکی از پدیده هایی که نقش تحریک کننده در وقوع زلزله ها دارد اثر جاذبة ماه و خورشید می باشد. نقش جاذبة ماه وخورشید در وقوع زلزله از دیر باز مورد علاقة محققین لرزه شناسی بوده و تحقیقات متعددی در این خصوص انجام شده است.(Du et. al. 1989, Palumbo et. al. 1989, Ding et. al. 1994) در مطالعة حاضر اثر احتمالی این پدیده در وقوع زمین لرزه های ایران مورد بررسی قرار گرفته است.

 اثر جذر و مد در وقوع زلزله

جذر و مد در سطح زمین متأثر از دو پدیدة شتاب خارج از مرکز و کشش ماه و خورشید می باشد شکل(1) ماه و زمین همدیگر را جذب نموده و به دور مرکز همدیگر چرخش می کنند. چرخش زمین به دور خودش شتاب خارج از مرکز ثابت ایجاد می کند که به طرف خلاف جهت ماه است. همچنین جاذبة ماه و خورشید شتاب ثقلی در سطح زمین ایجاد می کند که به طرف خارج از زمین است و مقدار آن تابعی از موقعیت زمین نسبت به ماه و خورشید می باشد. برایند این دو نیرو،جذر و مد را در کرة زمین شامل اقیانوسها، اتمسفر و پوستة جامد زمین ایجاد می کند. نیروی جاذبة خورشید به علت فاصلة زیاد آن از زمین حدود 45درصد نیروی جاذبة ماه است. زمان یک دور کامل ماه به دور زمین 27 روز است و زمان تناوب بامولفه اصلی جزر و مد 12 ساعت و 25 دقیقه می باشد، لذا دو سیکل جزر و مد در روز وجود دارد. حداکثر کشش ماه در حالت قرص کامل ماه یا شب چهارده )بدرو( در ماه نو) محاق( که ماه بین زمین و خورشید واقع می شود، اتفاق می افتد. کشش ماه منجر به بالا آمدگی حداکثر چند متری آب در اقیانوسها و10تا15 سانتیمتری در خشکیها می گردد.مطالعات مختلف نشان داده است که در زمان جزر و مد و نیز در غروب و طلوع خورشید فراوانی وقوع زمین لرزه ها بیشتر میباشد .(Ren et. al., 1982, Hua chen et. al., 1997) همچنین زلزله های شدید عمدتاً در اوایل و اواخرماه )بدر و محاق(، بهار و پاییز)اعتدالین( رخ داده است. پیشینیان به تأثیرات حالات بدر و محاق بر روی زمین پی برده بودند و اعتقاداتی در این زمینه داشتند تا جایی که بعضی از اقوام باستانی پانزدهم هر ماه را تعطیل می کردند.(پورکرمانی، آرین؛ 1376). zhang  وهمکاران(1983)بیان داشتند که جذر و مد در حالتی که سیستم لرزه ای به حالت ناپایدار رسیده و یا در آستانة وقوع زلزله باشد می تواند به عنوان محرک زمین لرزه عمل نماید Hua chenوهمکاران  خاطر نشان کردند که اثر کشش ماه و خورشید دروقوع زلزله وابسته به امتداد گسل میباشد.

 توزیع فراوانی زمین لرزه ها در طول ماه

ازسال 1900تا2007میلادی، 7789داده درمحدوده ی جغرافیائی ایران موردبررسی قرارگرفته است در اولین اقدام جهت مقایسة فراوانی وقوع زلزله ها با روزهای قمری، داده های فوق به زمان قمری تبدیل گردید. سپس فروانی وقوع زمین لرزه ها در طی روز، ماه و فصول مختلف بررسی شد. همچنین زمان حداکثر جاذبه ماه و خورشید در زلزله های اصلی برای سه مولفة شرقی-غربی، شمالی-جنوبی و مولفة قائم در روز وقوع زلزله با توجه به مختصات کانونی آن تعیین گردید و نتایج حاصله با ساعت وقوع زلزله و امتداد گسل زمینلرزه ای درمورد زلزله های اصلی مقایسه گردیدبیشترین تعداد زمین لرزه ها در اوایل و اواخر ماه صورت گرفته است. اوایل و اواخر ماه تعداد زلزله ها بیشتر از حد متوسط و اواسط ماه در حد متوسط، بحرانی بودن این روزها را نشان می دهند. البته فراوان بودن نسبتاً بالای زلزله ها در سایر روزها حاکی از بالا بودن پتانسیل لرزه خیزی ایران است که متأثر از جایگاه تکتونیکی کشور می باشد.

فراوانی زمین لرزه ها در طی فصول

بزرگترین جزر و مدها در محاق، بدر و اعتدالین) بهار و پاییز( دیده میشود. بنابراین انتظار می رود فراوانی زمین لرزه ها در این زمانها نیز بیشتر باشد. این پدیده به وضوح در مورد زمین لرزه های ایران دیده می شود. تعداد زمین لرزه های فصل بهار با فراوانی 96/29درصدبیشترین فراوانی را نسبت به سایر فصول داراست. سایر فصول از نظرفراوانی زلزله هاتقریبادریک سطح میباشند(تابستان:31/21،پائیز:27/23وزمستان:44/23درصد).

فراوانی ساعت وقوع زمین لرزه ها

بیشترین زمین لرزه ها از بعدازظهر تا ساعات اولیة بامداد اتفاق افتاده و اوج آن برای فصلهای بهار، تابستان، پاییز و زمستان به ترتیب در ساعات 23،24،1و22است. کمترین تعداد زلزله ها نیز در این فصول به، ترتیب در ساعات 8،4،5و12واقع شده است.

زمان وقوع زلزله ها و زمان حداکثر جاذبه ماه و خورشید

انتظار می رود که رابطة مستقیمی بین امتداد گسل لرزه زا و امتداد حداکثر و حداقل نیروی کشش وجود داشته باشد. به عبارت دیگرخطوط گسلی باید در زاویة خاصی باشند تا نیروهای گرانشی ماه و خورشید بتوانند روی وقوع زمینلرزه بیشترین تأثیر راداشته باشد. به عنوان مثال در مورد گسلهای نرمال و فشاری در صورتی که امتداد گسل عمود بر جهت بیشترین یا کمترین کشش باشد تاثیر جاذبة ماه و خورشید بیشتر خواهد بود. همچنین در گسلهای امتداد لغز جهت نیروهای موازی با خط گسل بیشترین تاثیر را خواهد داشت. به این دلیل انتظار میرود فازهای مختلف ماه بر روی گسلهای مختلف اثرات متفاوتی داشته باشند. زلزله های اصلی عموماً 2 ساعت قبل یا بعد از بیشترین یا کمترین مقدار کشش به وقوع پیوسته اند. همچنین بیشترین وقوع ز مین لرزه های اصلی در ارتباط با مؤلفة شمالی-جنوبی(N-S)وشرقی-غربی(E-W)میباشند.

نتیجه گیری

بررسی حاضر نشان میدهد که زمان وقوع زمین لرزه های مختلف در ایران وابستگی زیادی به روز های قمری، فصول سال وهمچنین ساعت طلوع و غروب خورشید دارد. به طوری که بیشترین وقوع زمینلرزهها در اوایل و اواخر ماه) از نظر روز(، درفصل بهار)اعتدال بهاری(، و از بعد از ظهر تا ساعات اولیة بامداد است. بررسی ساعت وقوع زلزله و ساعت حداکثر و حداقل نیروی کشش ماه و خورشید نشان میدهد که عمدتاً زلزله ها2 ساعت قبل یا بعد از حداکثر یا حداقل مقدار کشش اتفاق افتاده اند. همچنین بیشترین تطابق را با مؤلفه های افقی )شرقی – غربی( و) شمالی – جنوبی( کشش ماه و خورشید نشان می دهند./

منابع

1- پورکرمانی، محسن؛ آرین، مهران، 1376 ، سایزموتکتونیک )لرزه زمین ساخت(، انتشارات شرکت مهندسی مشاور دزآب.

2-ملیحه خاکشور،ناصرحافظی مقدس وفرزام دلیجانی-کنفرانس زمین شناسی مهندسی ومحیط زیست ایران

 

 

مقدمه

محیط فضایی از اندرکنشهای زیادی مانند نیروهای ثقل ، ماگنتو استاتیک ، الکترو استاتیک ، الکترومغناطیس و ... نسبت به زمان و مکان تغییراتی مهم را نشان می‌دهد که طبیعت ترکیب و توزیع ماده ، دمای گاز بین سیاره‌ای خواه یونیزه و یا خواه خنثی را تغییر می‌دهد. محدوده زمینی بصورت ناحیه فضایی مورد مطالعه قرار می‌گیرد که تأثیرات زمین در آن ناحیه از اهمیت اساسی برخوردار است. این تأثیر بطور یکسان بر حسب فاصله از زمین صورت نمی‌گیرد. تأثیر میدان مغناطیسی تا دهها برابر شعاع کره زمین و نسبت به جهت تابش خورشید و فعالیت آن گسترده است و بالاخره اتمسفر زمین پس از چندین کیلومتر قابل صرفنظر کردن است.

وقتی به تدریج از سطح زمین بالا می‌رویم، بر حسب ارتقاع با طبقه بندی اتمسفری روبرو خواهیم شد که بعضی پارامترها اهمیت ویژه‌ای خواهند داشت. طبیعت مولکولها یا یونها که وابسته به میدان ثقلی زمین ، جذب تابش خورشیدی و بنابراین دما ، چگالی و همچنین یونش را تغییر می‌دهد. حدود لایه‌های فضایی نه از نظر فضایی و نه از نظر زمانی بطور مطلق ثابت نیست. زیرا که پارامترهای مداخله کننده خود نیز ثابت نیستند. دمای لایه‌های بالایی وابسته به جذب خورشیدی در هنگام روز و شب متفاوت خواهد بود. ترکیبات آنها بر اثر فعالیت خورشیدی تغییر می‌کند. به علاوه لازم است تغییرات محلی جغرافیایی را مانند میدان مغناطیسی زمین در نظر گرفت. اتمسفر زمین را بر حسب چگونگی روند دما ، اختلاف چگالی ، تغییرات فشار ، تداخل گازها و سرانجام ویژگیهای الکتریکی به لایه‌های زیر تقسیم کرده‌اند:

ادامه مطلب

يک روز گرم تابستاني را تصور کنید: با اينکه کولر ها روشن هستند و لباس تابستاني پوشيده ايم اما هنوز گرما ما را کلافه مي کند. ساعت 8 شب است اما هنوز هوا روشن است! بچه ها اصرار دارند به پارک يا خريد برويم! توضيح اين مطلب براي آنها کمي مشکل است که الان شب است و به زودي بايد شام بخوريم! و البته کمي ديگر وقت خواب است! به عکس زمستان که هنوز بسياري از کارها روزانه ما مانده است، اما هوا رو به تاريکي مي رود! (باشگاه نجوم تهران) بچه ها هنوز تکاليفشان راتمام نکرده اند اما احساس خواب آلودگي مي کنند. هوا ديگر تاريک شده و فکر مي کنند ديگر بايد وقت خواب باشد! اين تفاوت دما وتفاوت طول روز از کجا ناشي مي شود؟

بيشتر مردم تصور مي کنند که پاسخ اين پرسش ساده را مي دانند اما عجله نکنيد! پاسخ به آن سادگي که فکر مي کنيد نيست!

ادامه مطلب

اخباری از طرف ناسامنتشرگردید که ظاهرا دروغ بوده و صحت علمی ندارد در ادامه خبر رابخوانید و همچنین نظرات آقای دون یومانس پژوهشگر ارشد علمی ناسا که عکس گفته ناسا را مطره میکند 

اخبار ناسا درباره طوفان خورشیدی سال 2012

ناسا در هشداری اعلام کرد که یک طوفان خورشیدی که در سال 2012 به زمین می‌رسد موجب خواهد شد که برق تمام دنیا خاموش شود.
در هشدار ناسا و آکادمی‌ملی علوم آمده است که میلیونها نفر در سال 2012 بدون برق و در نتیجه بدون غذا و دارو خواهند ماند و تمام یخچالها، تلفنهای همراه و ماهواره ها خاموش می‌شوند.
از ماه دسامبر فعالیت خورشید به آهستگی روبه افزایش می‌رود. نیروی مغناطیسی این ستاره هر 11 سال یکبار به نقطه ای می‌رسد که در آن پیک پدیده های فورانهای خورشیدی و پرتاب تاجهای خورشیدی بزرگ مشاهده می‌شود. این پدیده ها منجر به آزاد شدن میزان زیادی انرژی و تشعشعات می‌شود. این فورانها می‌تواند به زمین نیز برسد و منجر به ایجاد طوفانهای ژئومغناطیسی زمین شود.
اتمسفر زمین می‌تواند از این برخوردها خود را مصون نگه دارد اما خسارات جدی را بر روی ساختارهای اجتماعی و اقتصادی روی زمین وارد می‌کند.
ستاره شناسان این پدیده ها را از سال 1859 رصد کرده اند. در آن زمان یک طوفان ژئومغناطیسی ویژه در خطوط تلگراف اروپا و آمریکا اختلال ایجاد کرد. در ماه می‌1921 طوفان دیگری بسیاری از خطوط برق و تلفن را در دو سر اقیانوس اطلس خارج از استفاده کرد.

در گزارش 132 صفحه ای ناسا و آکادمی‌ملی علوم آمده است: "انرژی برق کلید فناوری جامعه مدرن امروزی است و تمام زیرساختها و سرویسها به آن وابسته هستند. اگر طوفان سال 1859 امروز اتفاق بیفتد به طور حتم خسارتهای اجتماعی و اقتصادی وسیعی برجای خواهد گذاشت".
براساس گزارش نیوساینتیست، در سال 1989 شش میلیون نفر در کبک کانادا به مدت 9 ساعت به سبب یک طوفان ژئومغناطیسی که 10 برابر ضعیف تر از طوفان سال 1921 بود بدون برق ماندند. اگر حادثه‌ای مشابه آنچه که در سال 1921 رخ داد تکرار شود تعداد افراد بدون برق به 130 میلیون نفر افزایش خواهد یافت و تکرار حادثه ای مشابه سال 1859 که بسیار قویتر از طوفان 1921 بود دو هزار میلیارد دلار خسارت وارد خواهد کرد.
به گفته دانشمندان ناسا، پیک بعدی این طوفانهای خورشیدی بین سالهای 2012 و 2013 خواهد بود که جامعه علمی‌هنوز بر سر شدت فعالیت خورشید در این دوره جدید به توافق نرسیده اند.

بعد از این همه گمانه زنی و بحث در مورد سال 2012 حالا ناسا هم تصمیم گرفته تا با این دروغ و ادعای پوچ بجنگند. آقای دون یومانس مدیر دفتر اجرام مجاور زمین ناسا یک فیلم ویدیویی و یک مقاله ارایه نموده که حاوی واقعیت های علمی در مورد اتفاقات آسمانی سال 2012 می باشد.
آقای یومانس با این کار خود توضیح میدهد که در سال 2012 هیچ اتفاقی نمی افتد. حالا ما هم خوشحالیم که این مقاله را جزو مطالب علمی برای رد پیش گویی های شوم سال 2012 برای شما ارایه میدهیم.

آقای دون یومانس پژوهشگر ارشد علمی ناسا


مصاحبه آقای یومانس


ماه و زمین از نظر سفینه فضایی گالیله در 16 دسمبر 1992، یعنی 8 روز بعد از رویارویی این سفینه با زمان. در آن زمان سفینه فضایی گالیله از فاصله حدود 6.2 میلیون کیلومتر به عقب نگاه کرد تا این تصویر زیبا را از ماه در مدار زمین بگیرد. تصویر از ناسا.
ظاهرأ در پایان سال 2012 علاقمندی خاصی به اجرام آسمانی، موقعیت و مدار آنها وجود دارد. من هم مثل شما علاقمند کتاب یا فیلم خوبی در مورد اتفاقات فضایی اما فیلم یا برنامه های تلویزیونی در مورد سال 2012 اساس علمی ندارد. حتی خبر های تقلبی و دروغ به نقل از ناسا نشر شده که گویا در سال 2012 یک اتفاق فضایی رخ میدهد و این اتفاق واقعیت علمی دارد.



نیبیرو نام یک سیاره تخیلی است که در مسیر برخورد با زمین قرار دارد، اما به سادگی می گویم که چنین چیزی اصلأ وجود ندارد. هیچ شواهد معتبری بخصوص هیچگاه تلسکوپی یا دیگر ابزار نجومی وجود چنین جسمی را ندیده و وجود آن را رد می کند. حتی هیچ شواهدی دال بر اثرات گرانشی یا جاذبه ایی این جسم بر هیچ یک از اعضای منظومه شمسی ما دیده نشده.
بناء هیچ پیشگویی معتبری برای اتفاقات نجومی در سال 2012 میلادی وجود ندارد. فعالیت خورشید همیشه بصورت یک دوره 11 ساله بوده که دوره بعدی اوج فعالیت های خورشیدی بین سالهای 2010 تا 2012 می باشد. اما زمین بطور منظم این دوره های افزایش فعالیت خورشیدی را بدون هیچگونه اثرات قابل نگرانی تجربه نموده. میدان مغناطیسی زمین به مثابه یک سپر خوب ذرات شارژ دار خورشید را همیشه دفع میکند. اما بر اساس یک دوره زمانی حدود 400 هزار ساله این قطب ها جابجا می شوند. ولی هیچ شواهدی بر تکرار این گونه جابجایی در سال 2012 وجود ندارد. حتی اگر قرار باشد این جابجایی چند صد هزار ساله میدان های قطبی آغاز شود، هیچگاه بر گردش زمین و یا بر جهت گردش محور زمین تأثیر نمی گذارد و چنین تغییر و جابجایی فقط در توان رستم دستان یا همان سوپر من فیلم های تخیلی است که زمین را از جا می کند.
یگانه کشش گرانشی یا جاذبه ایی مهمی را که زمین تا هنوز تجربه کرده و همیشه تحت تأثیر آن قرار دارد، نیروی جذر و مد میان زمین و ماه است. در چند دهه آینده هم هیچگونه هم خط شدن میان سیارات پیش بینی نشده و زمین هم در سال 2012 از میان صفحه کهکشانی عبور نمی کند. در ضمن حتی اگر این گونه هم خط شدن اتفاق بی افتد، اثرات آن بر زمین بسیار کم و قابل چشم پوشی است. هر ماه دسمبر زمین و خورشید تقریبأ با مرکز کهکشان راه شیری هم خط میشوند، اما این یک اتفاق سالانه است و هیچ پیامدی هم به دنبال ندارد.
بنابرین پیش بینی تغییرات شوم یا سرنوشت مرگباری برای زمین در 21 دسمبر 2012 میلادی همه دروغ و بی اساس می باشد. در قرن های گذشته هم بار ها سرنوشت شومی برای زمین پیش بینی شده بود. خوانندگان این مقاله کاش همه فلیم های دانشمند مهم نجومی آقای کارل ساگان را دیده بودند. اما برای کسانی که با کار های آقای سگان آشنا نیستند  می گویم که آقای ساگان چندین سال قبل گفته بود " ادعا های بزرگ و خارق العاده نیازمند شواهد خارق العاده اند" و باور چنین سرنوشت شوم برای زمین در سه سال بعد دور از تصور است. از سوی دیگر اگر قرار باشد چنین اتفاقی بی افتد چرا جهانیان بی تفاوت نشسته اند.
کسانی که ادعای چنین اتفاقات شوم و جدی را برای 21 دسمبر 2012 می کنند، باید ثبوت ادعای خود را هم برای مردم پیش کش کنند. کجاست شواهد این اشخاص؟ دانش این افراد برای این ادعا بر مبنای چیست؟
در واقع این افراد هیچ ثبوتی در دست ندارند و تمام ادعا ها، پیش بینی یا هر گونه اسراری که در قالب کتب، فیلم های مستند و یا مقالات اینترنتی در این مورد نمی تواند هیچ واقعیتی را تغییر دهد. در اخر می گویم که هیچ ثبوت معتبری برای این ادعا ها وجود ندارد و نمی تواند هیچگونه اتفاق غیر طبیعی را برای دسمبر 2012 را ثابت بسازد.

مقدمه

اشعه منتشره از خورشید باید جو را طی کند. از آنجائی که تابش خورشیدی در ابتدا به صورت امواج کوتاه است، مقدار خیلی کمی از آن توسط جو جذب می گردد. بیشتر این جذب در قسمت (UV) از طیف امواج الکترومغناطیس است که به علت واکنشهای فتوشیمیایی اکسیژن برای تشکیل اوزون است که قسمت اعظم آن در جو فوقانی در بالای ناحیه وضعیتهای جوی (تروپوسفر) قرار دارد. تابش خورشیدی که عملا به سطح زمین می‌رسد در طول موجهای مرئی 0.7 - 0.4 میکرومتر و نزدیک فروسرخ 4 - 7.0 میکرومتر می‌باشد. این طول موجها به دو صورت به زمین می‌رسند: بصورت تابش مستقیم خورشید و تابش پراکنده آسمان.

تابش در شرایط مختلف جوی

در شرایط آسمان صاف ، تابش مستقیم خورشید غالب می‌باشد، تابش پراکنده آسمان درصد رو به افزایشیش از تابش کل خورشیدی ورودی را بسته به حالت جو ، تشکیل می‌دهد. این بدان دلیل است که تابش طول موج کوتاه به سهولت توسط مولکولهای گاز ، بخار آب ، قطرات ریز آب ، غبار و هوا آویزهای دیگر و به ویژه توسط ابر پخش یا منعکس می‌شود. حدود نصف مقدار تابش پخش یا منعکس شده در جو ، به زمین رسیده و باقیمانده به فضا بر می‌گردد. وضوحا هم وضعیت جوی و هم ضخامت جو که اشعه خورشید باید از آن عبور کند، اثر شدیدی بر مقدار تابش خورشیدی که عملا به سطح می‌رسد، می‌گذارند. یک انعکاس واضح و مشخص عبارت از تغییر یا تفاوت تابش ورودی یک مکان مشخص در طی روز است. از این نقطه نظر تأکید بر تغییر با عرض جغرافیایی نیز دارد.

با اینکه در ایام معینی از سال مقادیر زیادی از انرژی در عرضهای بالاتر ، در بالای جو دریافت می‌گردد لیکن ارتفاع پایین خورشید در این عرضها ، اثر طولانی بودن روزها را خنثی می‌کند. بطوری که به علت عبور اشعه از جو با ضخامت زیاد ، مقداری که نهایتا به سطح زمین می‌رسد بسیار کاهش پیدا می‌کند. از اینرو اثر جو اختلاف بین نواحی حاره‌ای و غیر حاره‌ای را افزایش می‌دهد. اگر چه تابش خورشیدی نقش اصلی را در گرم کردن سطح زمین ایفا می‌کند، ولی اثر مستقیم آن در گرم کردن جو کم است. فرآیند مهم اقلیمی گرم کردن جو ، عمدتا از طریق سطح زمین که بواسطه جذب انرژی خورشید گرم شده و خود منبعی برای تابش است، انجام می‌گیرد. محدوده طول موج آن از 0.3 میکرومتر تا 100 میکرومتر بوده ولی بیشترین قسمت انرژی بین طول موج 0.4 میکرومتر تا 50 میکرومتر می‌باشد. امواج در این طول موجها به آسانی توسط جو جذب می‌شوند ، به ویژه توسط بخار آب و گاز کربنیک موجود در جو.

اثرات جذب انرژی توسط جو

جذب انرژی توسط جو به نوبه خود منبعی برای تابش می‌شود، بطوری که تابش جو ، نظیر تابش زمین ، به سمت پایین حرکت کرده نهایتا به زمین رسیده و توسط زمین جذب و قسمتی از گرمایش زمینی و چرخه انرژی را در آنجا تشکیل می‌دهد. 50 درصد باقیمانده مستقیما به سمت بالا حرکت کرده و به فضا بر می‌گردد. بنابراین گرمای تابشی به جو فرآیند پیچیده‌ای است که بطور خلاصه می‌توان گفت: گرمایش مستقیم جو از طریق تابش جو زمین بوده و گرمایش جو از طریق تابش خورشیدی فقط به صورت غیر مستقیم و از طریق انرژی جذب شده توسط سطح زمین صورت می‌گیرد. بنابراین باید سطح زمین را مورد توجه قرار داده و به طبیعت آن از نقطه نظر اقلیمی نگاه کنیم.

بی‌توجهی بشر به طبیعت

بشر ، این هوشمند کیهان ، با پیشرفتهای علمی و متمدن شدن ، به طبیعت آسیب می‌رساند. گیاهان و درختان را به دلایل مختلف از بین می‌برد، فاضلابهای خانگی و صنعتی را به رودها و دریاها می‌ریزد، کارخانه‌ها و ماشینها و ... هوا را آلوده می‌کند و موارد بیشماری از این قبیل. بشر متمدن و دستاوردهایش علاوه بر اینکه آب و خاک و هوای زمین را آلوده کرده‌اند، پا را فراتر نهاده و فضا را هم آلوده نموده‌اند.

زباله‌های فضایی

ما هزاران شی را در فضا جا داده‌ایم. این اشیاء شامل ماهواره‌هایی است که دور زمین می‌گردند و اطلاعات را به زمین ارسال می‌کنند. ماهواره‌هایی هم وجود دارند که کار آنها متوقف شده ولی هنوز در فضا سیر می‌کنند. برخی ماهواره‌ها منفجر شده یا با همدیگر تصادم کرده‌اند و در هر بار که این اتفاق افتاده به قطعات کوچکی تقسیم شده‌اند. در واقع ، ایالات متحده آمریکا در نظر داشته است که برخی از این ماهواره‌های از کار افتاده را برای آزمایش تجهیزات پروژه جنگ ستارگان منهدم کند.

فقط ماهواره‌ها نیستند که در فضا وجود دارند، ماهواره‌ها را موشک به فضا برده است لذا قطعات موشکی نیز در فضا وجود دارند. با پرتاب هر موشک به فضا مقدار بیشتری زباله در مدار زمین جمع می‌شود و این امر خطر برخورد فضاپیماها را به همدیگر در آینده بیشتر می‌کند.

گردش زباله‌ها در فضا

زباله‌های مدار نزدیک زمین مجددا به جو زمین بر می‌گردند، تکه‌های کوچکتر می‌سوزند و تکه‌های بزرگتر همانند ایستگاه فضایی SK lob در سال 1979 ، در زمین فرود می‌آیند. در فاصله‌های دورتر از زمین ، زباله‌ها برای سالها در مدار باقی می‌مانند، ولی بطور بی‌حرکت. اگر این اشیا نسبت به زمین بی‌حرکت می‌ماندند، حضورشان در فضا هیچ خطر مهمی در بر نداشت. چون حجم فضا واقعا بزرگ است و جای کافی برای این اشیا دارد.

ولی اگر آنها بی‌حرکت می‌بودند، به زمین می‌افتادند. این اشیا در فضا مانده‌اند. چرا که با سرعتهایی تا 8 کیلومتر در ثانیه حول زمین می‌گردند. با این سرعتها هر شی در فضا به منزله یک گلوله است و در بیشتر موارد ، خطرناکتر از گلوله‌ای است که از تفنگ شلیک می‌کنیم. هر بار که ماهواره‌ای منهدم می‌شود، در حدود یک هزار قطعه حجیم بوجود می‌آید که همه آنها به دور زمین می‌گردند.

خطرات زباله‌های فضایی

حدود 7000 جرم آسمانی در حال گردش در فضا هستند که بدلیل بزرگی بوسیله رادار ردیابی شده‌اند. از این تعداد تنها حدود 400 مورد را ماهواره‌های فعال تشکیل می‌دهند. تکه‌های زیادی از زباله‌ها هم وجود دارند که آنقدر کوچک هستند که قابل ردیابی نیستند. اما همین تکه‌ها برای ایجاد خطر به اندازه کافی بزرگ هستند و قادرند به فضاپیما آسیب برسانند. همچنین میلیونها قطعه ریزتر نیز وجود دارند که شناسایی نشده‌اند. وجود این اشیا ناچیز هم نگران کننده است. چرا که با سرعت چند کیلومتر در ثانیه حرکت می‌کنند.

در ژوئن سال 1983 ، یک ریزه ماده به اندازه اینچ (کوچکتر از آنکه بتوان دید) به پنجره شاتل فضایی چلنجر برخورد کرد. در این آتصادم تکه‌ای از شیشه کنده شد و سوراخ کوچکی به قطر یک دهم اینچ در پنجره بر جای ماند. شاید این واقعه چندان مهم به نظر نیاید ولی این سوراخ پنجره را چنان معیوب کرد که لازم شد پیش از پرواز مجدد شاتل ، با هزینه 50000 دلار پنجره را تعویض کنند. اگر شی بزرگتری با شاتل برخور می‌کرد، شاید فاجعه چلنجر 2.5 سال زودتر از انفجاری که هفت سرنشین آن را کشت، پیش می‌آمد.

گسترش آلودگی فضا

آلودگی فضا و زباله‌های فضایی روز به روز بیشتر می‌شود. آمریکا ، روسیه و کشورهای دیگر پرتاب اشیا به فضا را ادامه می‌دهند. قطعات معلق در فضا بطور مداوم افزایش می‌یابد و این امر وقوع انفجارها و تصادمات بیشتری را ممکن می‌سازد. اگر قطعه معلق به جای بسیار مهمی از ماهواره برخورد کند، شاید ماهواره کاملا از کار بیافتد. لذا باید به منظور بالا بردن دوام ماهواره‌ها را مستحکم‌تر ساخت. این یعنی استفاده از مواد بیشتر در ساخت ماهواره‌ها و بکاربردن هزینه مضاعف در پرتاب آنها.

برخی تخمین می‌زنند که تعداد قطعات زباله در فضا هر ده سال چهار برابر می‌شود. یعنی با این روال شاید روزی فرا رسد که فضا چنان آکنده از این قطعات باشد که پروازهای فضایی از میان انبوه زباله‌های فضای پیرامون زمین ، با احتمال خطرات فراوان صورت گیرد.

چه باید کرد؟

• آیا باید تعداد ماهواره‌های پرتابی را کاهش دهیم تا پیشگیری قبل از درمان کرده باشیم؟
  
• آیا می‌توانیم برای جلوگیری از انفجارها و برخوردها اقداماتی انجام دهیم؟
  
• آیا می‌توانیم اشیاء معلق در فضا را متوقف کنیم؟
  
• حتی اگر پاسخ سوالات فوق مثبت باشد، خطر کاملا برطرف نمی‌شود بلکه فقط افزایش آن کند می‌شود. بهترین چاره این است که به فکر روشی برای پاک کردن مداوم فضا باشیم. به عبارت دیگر ، باید فضا را با جارو برقی تمیز کنیم!
  
• آیا امکان ایجاد چنین سیستمی وجود دارد؟
  

شمادوستان عزیز میتوانید اطلاعاتی در باره 

و .............................

بدست آورید و ازنظرات خود ما را بهره مند فرمائید شما میتوانید بر روی ادامه مطلب  کلیک نمائید 

ادامه مطلب

خلاصه مقاله:

هوايي كه اطراف زمين را احاطه كرده، ويژگي منحصر به‌فردي را براي آن ايجاد كرده است. اين ويژگي باعث شده تا پديده‌اي به نام حيات به وجود آيد. جو، سطح زمين را از نفوذ اشعه‌هاي كشنده خورشيدي محافظت مي‌كند. اين جو به يك‌باره به وجود نيامده و مانند خود سياره زمين، ميلياردها سال تكامل را پشت سر گذارده است. انسان با كمك همين جو بود كه توانست بر نيروي جاذبه زمين غلبه كند. تاكنون ماهواره‌هاي بسيار زيادي براي مطالعه و بررسي ويژگي‌هاي منحصر به‌فرد جو به فضا پرتاب شده‌اند.

---

فهرست:   1 مقدمه   2 منشاء پيدايش جو در سياره زمين   3 تركيب جوّ زمين   4 ساختار جوّ زمين   5 برخي ويژگي‌هاي مهم جوّ زمين

گروه های موضوعی مربوط به این مقاله: محيط فضا مباني آسمان

مقدمه جوّ زمين عبارتست از لايه‌اي از گازها، كه اطراف اين سياره را احاطه كرده‌اند و به وسيله نيروي جاذبه زمين نگه داشته مي‌شوند [1]. مجموعه اين گازها هوا‌ ناميده مي‌شود.  هواي اطراف سياره زمين، به لحاظ ويژگي‌ها و مشخصات خود در تمام كائنات بي‌نظير بوده و يك استثنا به حساب مي‌آيد (تصاوير 1 و 2). در واقع وجود چنين جوّي است كه باعث شده تا شرايط براي پديده منحصر به فردي به نام «حيات» بر روي سياره زمين به وجود آيد.  جو زمين با به وجود آوردن شرايط ذيل، زمينه را براي زندگي موجودات زنده پديدآورده است: جلوگيري از نفوذ پرتوهاي زيان‌بار كيهاني مانند پرتوي فرابنفش خورشيد كه پديده  حيات را در معرض نابودي قرار مي‌دهند؛  دربرداشتن گاز حياتي اكسيژن كه براي سوخت و ساز موجودات زنده ضروري است؛ تنظيم دماي سطح و جوّ سياره زمين و جلوگيري از ايجاد تفاوت زياد در دماي شب و روز [1]؛ ايجاد بستر لازم جهت چرخه آب و هوا در زيست‌كره‌ مادري بشر. انسان با استفاده از خواص فيزيكي همين جو بود كه توانست با اختراع بالن،  [هواسُر] و هواپيما بر نيروي جاذبه زمين غلبه كرده و پرواز كند.   تصوير 1- تصوير جو از فضا   اولين نياز انسان امروزي در سفرهاي فضايي ايجاد شرايطي مشابه جوّ زمين است كه بتواند در آن به عمل تنفس و در نتيجه حيات خود ادامه دهد. جوّ زمين در واقع نوعي  مرز بين سياره زمين و فضا نيز به حساب مي‌آيد. جو از چندين لايه مختلف با خواص فيزيكي متفاوت تشكيل شده است. امروزه بشر ماهواره‌هاي بسيار زيادي را براي مطالعه بر روي لايه‌هاي مختلف جو به فضا فرستاده است. اين ماهواره‌ها اطلاعات بسيار با ارزشي را به دست آورده‌اند. با اين حال، همچنان بسياري از پديده‌هاي فيزيكي مربوط  به جو مجهول باقي مانده است.    تصوير 1- تصوير جو از فضا   اولين نياز انسان امروزي در سفرهاي فضايي ايجاد شرايطي مشابه جوّ زمين است كه بتواند در آن به عمل تنفس و در نتيجه حيات خود ادامه دهد. جوّ زمين در واقع نوعي مرز بين سياره زمين و فضا  نيز به حساب مي‌آيد. جو از چندين لايه مختلف با خواص فيزيكي متفاوت تشكيل شده است.  امروزه بشر ماهواره‌هاي بسيار زيادي را براي مطالعه بر روي لايه‌هاي مختلف جو به فضا فرستاده  است. اين ماهواره‌ها اطلاعات بسيار با ارزشي را به دست آورده‌اند. با اين حال، همچنان بسياري از پديده‌هاي فيزيكي مربوط به جو مجهول باقي مانده است.     منشاء پيدايش جو در سياره زمين همان‌طور كه سياره زمين از مبداء پيدايش تاكنون، تحولات ژئوفيزيكي و زمين‌شناختي بسيار گسترده‌اي را تجربه كرده، جو نيز از روز اول بدين شكل نبوده است. جوّ امروزي زمين، حاصل چند ميليارد سال تغيير و تحول در سياره زمين است. فرضيات و تئوري‌هاي زيادي در مورد منشاء پيدايش و سير تحول جوّ زمين موجود است. اما يكي از آنها كه در ادامه به آن اشاره مي‌شود، بيشتر مورد توجه و تاييد قرار گرفته است. جوّ كنوني سياره زمين را در اصطلاح، «جوّ سوم» مي‌نامند. زيرا اعتقاد بر اين است كه جوّ زمين  در طول تاريخ خود دو بار دچار تغيير و تحولات اساسي در تركيب و ساختار شده است. جوّ كنوني زمين را جوّ مدرن نيز مي‌نامند. تكامل يافتن اين جو براي پوشش دادن به پديده حيات،  مي‌تواند يكي از دلايل اين نام‌گذاري باشد.   تصوير 2- تصوير جو از لايه‌هاي فوقاني مطالعات نشان داده است كه در حدود 5/4 ميليارد سال پيش و در بدو پيدايشزمين، جوّ اول زمين را گازهاي هليوم و هيدروژن تشكيل مي‌داده است. گرماي حاصل از مواد مذاب سطح زمين، تابش خورشيد و احتمالاً بادهاي خورشيدي باعث شده است تا اين جو به تدريج از بين برود. در حدود 4/4 ميلياد سال پيش، سطح زمين به اندازه‌اي سرد مي‌شود كه پوسته جامد به همراه تعداد زيادي آتشفشان شكل مي‌گيرد. از دهانه اين آتشفشان‌ها بخار دي‌اكسيدكربن و بخار  آمونياك خارج مي‌شده است. اين مساله به شكل‌گيري «جوّ دوم» زمين كه مخلوطي از بخار آب،  دي‌اكسيدكربن و نيتروژن بود، منجر شد. مطالعات فسيل‌شناسي نشان داده است كه اولين باكتري‌هاي تك‌سلولي‌اي كه تمايل داشتند تا با جذب نورخورشيد و گاز دي‌اكسيدكربن (كه در آن زمان به وفور در جوّ زمين وجود داشته و به تدريج در آب اقيانوس‌ها حل مي‌شده است)، اكسيژن آزاد كنند در 3/3 ميليارد سال پيش در اقيانوس‌هاي سياره زمين پديد آمده‌اند.  همين مساله اولين منشاء توليد اكسيژن در جوّ زمين است. البته همين موضوع نيز منجر به  انباشت وسيع عنصر كربن در ساختار اين باكتري‌ها شده استكه امروزه به صورت منابع زيرزميني  انرژي (نفت و گاز) باقي مانده است. بين 2/2 تا 7/2 ميليارد سال پيش، فرايند اكسيژن‌دار كردن  جوّ زمين توسطاين باكتري‌ها با سرعت صورت مي‌گرفت. بعدها با تكامل اين باكتري‌ها و به  وجود آمدن گياهان اوليه، فرايند شكستن مولكول‌هاي دي‌اكسيدكربن، توليد اكسيژن و رسوب دادنعنصر كربن شتاب بيشتري گرفت. همان‌گونه كه ذكر شد، در جو مقدار زيادي  آمونياك نيز موجودبود كه به سرعت با اكسيژن آزاد شده واكنش مي‌داد. باكتري‌ها هم تمايل  به جذب آمونياك داشتند. البته بايد توجه داشت بيشتر نيتروژن موجود در جوّ امروزي زمين، ناشي از تجزيهشيميايي گازهاي آمونياكي است كه از دهانه آتشفشان‌ها در طول اعصار مختلف حيات زمين، بيرون آمده است (گاز آمونياك در اثر تابش نور خورشيد تجزيه مي‌شود) [1]. با پديد  آمدن لايه ازن و شتاب هر چه سريع‌تر رشد و نمو گياهان و فرايندهاييكه ذكرشد، آهسته آهسته جوّي با شرايط كنوني يا جوسوم زمين شكل گرفت.اين جو از اكسيژن و نيتروژن تشكيل شد. مطالعات بر روي حباب‌هاي هوايي كه از حدود 200 تا 250 ميليون سال پيش باقي مانده‌اند،  نشان داده است كه مثلاً در آن زمان حدود 35 درصد جوّ زمين اكسيژن و مابقي بيشتر نيتروژن  بوده است. از آنجا كه اكسيژن همواره تمايل دارد تا در واكنش‌هاي شيميايي شركت كند، در طول  اعصار مختلف مقدار آن كمتر شده است.   تركيب جوّ زمين جوّ زمين نيز مانند هر پديده‌اي داراي ويژگي‌ها و ساختار فيزيكي خاص خود است. همان‌گونه كه ذكر شد، جوّ زمين از گازهاي مختلفي تشكيل شده است. نسبت اختلاط اين گازها بر اساس نسبت حجم مولي، به شرح ذيل است [2]:گاز نيتروژن: بيش از 78 درصدگار اكسيژن: قدري بيش از 9/20 درصدآرگون: 93/0 درصددي‌اكسيدكربن: 03/0 درصد (دي‌اكسيد كربن موجود در جوّ زمين در سال‌هاي گذشته اندكي افزايش يافته است)نئون: 002/0 درصد ساير گازها: 138/0 درصداگر سهم بخار آب موجود در جو نيز در اين تقسيم‌بندي دخالت داده شود، اين نسبت‌ها ثابت نخواهد ماند، زيرا دماي لايه‌هاي پايين جو هميشه در حال تغيير است و با رسيدن دما به نقطه ميعان و تبديل بخار به مايع درصد حجمي بخار آب در جو تغيير خواهد کرد. در مقياس جهاني به طور متوسط يک درصد حجم جوّ‌ زمين را بخار آب تشکيل مي‌دهد. اما عملاً ممکن است در يک مکان معين، هوا فاقد بخار آب و در يک نقطه ديگر تا 4 درصد بخار آب داشته باشد. با اينكه وزن مولکولي آب از وزن مولکولي ساير عناصر تشکيل دهنده جو کمتر است، بخار آب عمدتاً در لايه‌هاي پايين جو متمرکز مي‌شود. بيشترين مقدار بخار آب در لايه‌هاي نزديک سطح زمين است و با افزايش ارتفاع به شدت از ميزان آن کاسته مي‌شود. بالا بودن بخار آب در نزديکي سطح زمين به دو علت است: يکي به دليل وجود اقيانوس‌ها که منبع اصلي بخار آب هستند و ديگري، سرد بودن لايه‌هاي فوقاني جو که مانع از نفوذ و نگه‌داشت بخار آب مي‌شود [3]. هوا به دليل ماهيت گازي‌شكل خود به نظر بي‌وزن مي‌رسد. اما در واقع، گازهاي اطراف زمين  در مجموع در حدود 1014#446/5 تن جرم دارند [3]. حدود سه‌چهارم از اين جرم در ارتفاع كمتر  از 11 كيلومتري جو قرار گرفته است. جرم مولي متوسط هوا 97/27 گرم بر مول است [1]. ساختار جوّ زمين همان‌گونه كه پيشتر اشاره شد، جوّ زمين داراي چند لايه مختلف است (تصوير3). اين لايه‌ها به شرح ذيل هستند [1,2]:   1- لايه [تروپوسفر] يا گشت‌كره: تروپوسفر لايه پاييني جوّ زمين است كه ارتفاع آن در قطب‌ها در حدود 7 كيلومتر و در استوا در حدود 17 كيلومتر است. در بسياري از مراجع، ارتفاع متوسط اين لايه 10 الي 12 كيلومتر عنوان شده است. تغييرات آب و هوايي تأثير مختصري بر روي اين ارتفاع دارد. هواي لايه تروپوسفر مدام در حال جابجايي در راستاي عمودي است. اين پديده عمدتاً در اثر تابش نور خورشيد به سطح زمين، گرم شدن و كم چگال شدن هواي مجاور سطح زمين رخ مي‌دهد. «تروپو» ريشه يوناني دارد و به مفهوم اختلاط، گشتن و چرخيدن است. فشار هوا در مرز بالايي اين لايه فقط در حدود 10 درصد فشار در سطح دريا است. مرز اين لايه، با لايه بعدي جو (كه خود در حد يك لايه چند كيلومتري است)، [تروپوپاز] ناميده مي‌شود.   2- لايه [استراتوسفر] يا پوش‌كره: از لايه تروپوپاز تا حدود 50 کيلومتري از سطح زمين، استراتوسفر ناميده مي‌شود. در اين لايه با افزايش ارتفاع، دماي هوا افزايش پيدا مي‌كند. قسمت اعظم لايه ازن كه سطح كره زمين را در برابر پرتو فرابنفش خورشيد حفاظت مي‌كند، در قسمت‌هاي پاييني اين لايه قرار دارد. ضخامت لايه ازن با تغييرات فصلي و جغرافيايي دستخوش تغيير مي‌شود. «استراتو» از ريشه لاتين به معني پخش و گسترده گرفته شده است. مرز اين لايه با لايه بعدي جو (كه خود در حد يك لايه چند كيلومتري است)، [استراتوپاز] ناميده مي‌شود.   3- لايه [مزوسفر] يا ميان‌كره: اين لايه از استراتوپاز تا ارتفاع حدود 80 تا 85 کيلومتري از سطح زمين قرار گرفته است. در برخي مراجع، ارتفاع 100 كيلومتري را نيز سقف لايه مزوسفر مي‌دانند. در اين لايه با افزايش ارتفاع، دماي هوا كم مي‌شود. «مزو» ريشه‌اي يوناني دارد و به معني وسط است. مرز اين لايه، با لايه بعدي جو (كه خود در حد يك لايه چند كيلومتري است)، [مزوپاز] ناميده مي‌شود. تصوير 3- نمايي از لايه‌هاي مختلف جو، خط قرمزرنگ نشانگر دماي استاندارد است. (همان‌گونه كه ديده مي‌شود مرز مشخصي بين لايه‌هاي مختلف وجود ندارد و حتي براي شروع اگزوسفر ارتفاع 500 كيلومتري ذكر شده است.) يك نكته در مورد اين لايه و مرز بالايي آن، مزوپاز، قابل توجه است. از مزوپاز به بالا، هوا كاملاً مفهوم فيزيكي خود به عنوان يك سيال را از دست مي‌دهد و بيشتر ماهيت مولكولي- يوني پيدا مي‌كند. دماي هوا از اين ارتفاع به بالا، به صورت نمايي با افزايش ارتفاع، افزايش  مي‌يابد. در حالي كه تا قبل از آن، نمودار ارتفاع- دما يك منحني با چند شيب مثبت و منفي  را نشان مي‌دهد. نسبت‌هاي ذكر شده در مورد حجم مولي تركيبات جو، در ارتفاعات بالاي  مزوپاز تا حدود زيادي به هم مي‌خورد. در اين ارتفاعات، نسبت‌هاي اكسيژن و نيتروژن كم  شده و بر مقادير هيدروژن و هليوم و همچنين انواع يون‌ها افزوده مي‌شود [1]. بنا بر همين  دلايل، مرز جدايش لايه‌هاي زير مزوپاز با لايه بعدي را [توربوپاز] و لايه‌هاي زير آن را [هموسفر]  نام‌گذاري مي‌كنند. به همين قرينه، لايه‌هاي بالاي توربوپاز نيز [هتروسفر] ناميده مي‌شوند [1].   4- لايه [ترموسفر] يا گرماكره: اين لايه از مزوپاز تا ارتفاع حدود 600 تا 640 كيلومتري از سطح زمين قرار دارد. در معدودي مراجع نيز اين لايه را فاقد مرز فوقاني دانسته‌اند. عنوان ترموسفر به سبب دماي فوق‌العاده زياد ترموديناميكي، به اين لايه نسبت داده شده است. در اين لايه با افزايش ارتفاع، دما نيز افزايش  پيدا مي‌كند. اين دما ممكن است به 1500 كلوين نيز برسد كه منشاء اصلي آن يونيزه شدن مولكول‌هاي اكسيژن و نيتروژن، در اثر برخورد با پرتو فرابنفش خورشيد است [4]. جلوه سرخي  شفق يكي از پديده‌هاي قسمت پاييني لايه ترموسفر است. مرز بالايي اين لايه، [ترموپاز] ناميده مي‌شود.   5- لايه [يونوسفر] يا يون‌كره: اين لايه هويت مستقلي ندارد و در واقع همان بخش اعظم از لايه ترموسفر است كه فرايند يونيزه  شدن مولكول‌هاي گازي در آن صورت مي‌گيرد. يونوسفر نقش اصلي در انتشار امواج الكترومغناطيسي داشته و اثرات مهمي بر ارتباطات راه دور دارد. پديده بازتابش امواج راديويي تابيده شده از سطح زمين در همين لايه اتفاق مي‌افتد. شديده شفق نيز در همين لايه پديد مي‌آيد [4].   6- لايه [اگزوسفر]: ارتفاع بالاي 600 کيلومتر تا حدود 10000 كيلومتر از سطح زمين است که عموماً اتم‌ها و مولکول‌هايجو تحت تاثير بادهاي خورشيدي و ميدان مغناطيسي زمين به فضاي اطراف رانده  مي‌شوند.عموماً طبقات بالاي تروموسفر با عنوان [نواحي فوقاني جو] شناخته مي‌شوند. طبقاتاستراتوسفر و مزوسفر، [جوّ مياني] و لايه تروپوسفر نيز [جوّ پاييني] خوانده مي‌شود. قابلذکر است که اگر چه هوا در طبقات فوقاني جو بسيار رقيق است، همين مقدار هواي کم در  ايجاد نيروي پسا براي ماهواره‌ها، در مدارهاي پايين و مياني، بسيار موثر بوده و نقش عمده‌اي در طولعمر آنها ايفا مي‌کند.هرگز نمي‌توان يك ارتفاع مشخص را مرز معين بين جوّ زمين و فضا  دانست، زيرا چگالي جوّ زمين با افزايش ارتفاع رفته رفته كم مي‌شود. اما معمولاً ارتفاع 120  كيلومتري (بالاي توربوپاز)، محلي است كه اثرات آيروديناميكي و ترمو-آيروديناميكي جو از آنجا به بالا تقريباً قابل صرف‌نظر كردن است. البته در برخي مراجع، خطي در ارتفاع حدود 100  كيلومتري زمين در نظر گرفته مي‌شود كهاصطلاحا خط كارمن ناميده شده و به عنوان مرز بين جو و فضا تعريف مي‌شود. بنا بر يك تعريف،به افرادي كه به ارتفاع بالاي 5/80 كيلومتر صعود كرده باشند، عنوان «فضانورد» مي‌گويند [1].همان‌گونه كه اشاره شد، بيشتر جرم جو در طبقات پاييني آن قرار دارد. در ذيل اشاره دقيق‌تري به اين موضوع مي‌شود: حدود 50 درصد جرم جو در زير ارتفاع 6/5 كيلومتري قرار دارد. حدود 90 درصد جرم جو در زير ارتفاع 16 كيلومتري قرار دارد. حدود 99997/99 درصد جرم جو (تقريباً همه آن) در زير ارتفاع 100 كيلومتري قرار دارد[1]. موارد فوق درك بهتري را از نحوه توزيع جو در طبقات مختلف آن به دست مي‌دهد. فشار هوا در  سطح دريا 3/101 كيلوپاسكال است. اين فشار در ارتفاع 6/5 كيلومتري به حدود نصف كاهش  پيدا مي‌كند. هر چه در جو صعود كنيم، فشار و چگالي هوا نيز كم مي‌شود. البته دما به صورت يك تابع از ارتفاع عمل نمي‌كند. دنياي علم همواره سعي كرده است تا ويژگي‌هاي مختلف جوّ زمين را در لايه‌هاي مختلف،  به صورت يك مدل رياضي قابل اتكا ارائه دهد. اين تلاش در دهه‌هاي اخير و به‌خصوص با داده‌برداري  از طريق ماهواره‌هاي هواشناسي و مطالعات جوّي تا حدود زيادي موفق بوده است. امروزه چندين  نرم‌افزار براي مدل كردن جو وجود دارد و محققان همواره درصدد كامل‌تر و دقيق‌تر كردن آنها هستند.  ساده‌ترين مدل رياضي از جو را مي‌توان در قالب جداول [جوّ استاندارد] در كتاب‌هاي آيروديناميك  يا فضا جستجو كرد (تصوير4).     تصوير 4 – نموداري از نتايج شبيه‌سازي رياضي براي عوامل موثر جوّ استاندارد     برخي ويژگي‌هاي مهم جوّ زمين اجرام آسماني كه در مسير برخورد با زمين قرار مي‌گيرند، در اثر سرعت بسيار بالا و برخورد  با جوّ زمين مقدار بسيار زيادي گرم مي‌شوند (تا چندين هزار كلوين) و بنابراين معمولاً منهدم  شده يا مقدار بسيار كم و بي‌اثري از آنها به سطح زمين مي‌رسد. از همين پديده براي از بين بردن ماهواره‌ها و فضاپيماهايي كه عمر مفيد عملياتي آنها به سر آمده باشد نيز استفاده  مي‌شود. راندن ايستگاه فضايي مير به داخل جو و در نتيجه از بين رفتن بسياري از  قسمت‌هاي آن يكي از نمونه‌هاي اين مورد است. البته همين پديده مفيد، بشر را در  بازگرداندن فضاپيماهاي خود به زمين دچار مشكلات فراواني كرده است. بازگشت فضاپيماها  به زمين يكي از پيچيده‌ترين و حساس‌ترين قسمت‌هاي يك ماموريت فضايي بازگشت‌پذير سرنشين‌دار است. به‌خصوص اگر وسيله فضايي قابل استفاده مجدد باشد. مديران، مهندسان و فضانوردان ناسا در هنگام بازگشت شاتل فضايي به جو، يعني جايي كه شاتل به ارتفاع حدوداً 120 كيلومتري سطح زمين مي‌رسد، لحظات بسيار دلهره‌آوري را تجربه مي‌كنند. هوا به هر جسمي كه در داخلش به حركت درآيد، نيروي بازدارنده يا پسگرايي به نام  [نيروي پسا] وارد مي‌كند و بنابراين جسم تحت اثر دو نيروي گرانشي و آيروديناميكي  حركت مي‌كند. اگر اين نيرو وجود نداشت، اجسام حتي در مجاورت سطح زمين نيز فقط  تحت اثر نيروي گرانشي حركت مي‌كردند. بنابراين مي‌توان حدس زد كه در صورت عدم  وجود جو در اطراف كره زمين، اگر در كنار دريا سنگي را با زاويه و سرعت اوليه مناسب پرتاب مي‌كرديم، اين سنگ درست مثل يك ماهواره در مداري حول كره زمين و مثلاً به ارتفاع چند متر از سطح به صورت دايمي پرواز مي‌كرد. بنابراين مي‌توان به اين سوال پاسخ داد كه  چرا ماهواره‌ها براي گردش به دور زمين بايد از جو فاصله بگيرند. ماهواره‌ها و ايستگاه‌هاي  زميني كه در ارتفاعات نسبتاً پايين (120 تا 1000 كيلومتر) پرواز مي‌كنند، اگرچه با تعداد  بسيار بسيار اندكي از مولكول‌هاي هوا برخورد دارند، اما همين هم باعث مي‌شود تا ساليانه  چند كيلومتري از ارتفاع خود را از دست بدهند. ماهواره‌ها براي جبران اين چند كيلومتر از پيشرانه‌هاي خاصي استفاده مي‌كنند.هوا بر روي امواج الكترومغناطيس، نوعي اثر ميراكنندگي دارد كه در اصطلاح، [تضعيف جوّي] ناميده مي‌شود. اين مساله بايد در طراحي  توان و فركانس ارتباطات فضايي-ماهواره‌اي مورد توجه قرار گيرد. در قرآن كريم نيز اشارات بسيار زيادي به جوّ زمين و آثار و ويژگي‌هاي آن شده است كه خود  مي‌تواند مبداء تحقيقات و مقالات بسيار وسيعي در اين زمينه باشد [5].

---

مطالعات بیشتر:

---

مراجع

[1] - www..wikipedia.org [2] - Williamson M., "Cambridge Dictionary of Space Technology", Cambridge University Press, First Edition, 2001. [3] - www.cloudysky.ir [4] - McCormick B.W., "Aerodynamics, Aeronautics, And Flight Mechanics", John Wiley & Sons Inc., Second Edition, 1995. [5] - www.quranology.com

مختصری از امواج رادیویی و تقسیم بندی باند ها و فرکانس ها

امروزه و در عصر پيشرفت تكنولوژي، كاربرد و استفاده از طيف‌هاي فركانسي و امواج راديويي در حال گسترش روزافزون است. مهم‌ترين مزیت اين فناوري كاهش حجم اتصالات و وسايل رابط همچون سيم‌ها و كابل‌ها هستند كه در نتيجه موجب كاهش چشم‌گير هزينه‌ها مي‌گردند. به طوري كه روابط بدون سيم جايگزين مطمئن آنها مي‌شوند.

ارتباطات به وسيله امواج راديويي، برپايه قوانين فيزيك و انرژي امواج الكترومغناطيسي استوار است. بدين منظور برخي مفاهيم اوليه مربوط به اين موضوع را به اجمال از نظر مي‌گذرانيم.

* همه ما تاكنون عباراتي نظير UHF, VHF, AM, FM و ... را شنيده‌ايم. فضاي اطراف ما آكنده از امواج راديويي است كه در تمام جهات در حال انتشار و عبور و مرور مي‌باشند. اصولا يك موج راديويي يك موج الكترومغناطيسي مي‌باشد كه معمولا توسط آنتن منتشر مي‌گردد. امواج راديويي داراي فركانس‌هاي مختلفي هستند، كه برحسب كاربري مطابق با استانداردهايي تقسيم‌بندي شده‌اند. در آمريكا FCC كميته ملي ارتباطات مسئوليت مديريت و تصميم‌گيري در مورد تخصيص طيف‌هاي فركانسي و صدور مجوز و يا تعيين استانداردها را برعهده دارد.

امواج راديويي در هوا با سرعتي نزديك به سرعت نور انتقال مي‌يابند. اين امر يكي از مهم‌ترين مزاياي اين فناوري مي‌باشد كه نقش بسزايي در تسريع ارتباط به عهده دارد.

واحد اندازه ‌گيري فركانس راديويي hertz "هرتز" يا "سيكل بر ثانيه" است و براي فركانس‌هاي بزرگ‌تر، جهت خواندن و نوشتن از عباراتي مانند KHz "كيلوهرتز"، MHz "مگا هرتز" و ... استفاده مي‌شود. در جدول  تقسيم بندي فركانس‌ها برحسب واحد آمده است.

امواج راديويي داراي فركانس‌ها و باندهاي مختلفي هستنتد، به وسيله يك گيرنده مخصوص راديويي شما مي‌توانيد، امواج مربوط به همان گيرنده را دريافت نماييد. براي مثال زماني كه شما مشغول گوش دادن به يك ايستگاه راديويي هستيد، گوينده فركانس 91.5 MHz و باند FM را اعلام مي‌كند. راديوي FM شما تنها مي‌تواند گستره فركانسي تخصيص يافته مربوط به خود را دريافت نمايد.

Wavelength يا طول موج يك سيگنال الكترومغناطيسي با فركانس يا بسامد آن رابطه معكوس دارد، بدين معني كه بالاترين فركانس كوتاه ‌ترين طول موج را دارا مي‌باشد. در كل سيگنال‌هاي با طول موج‌هاي بلند تر مسافت بيشتري را مي‌پيمايند و از قابليت نفوذ بهتري در ميان اجسام در برابر سيگنال‌هاي داراي طول موج كوتاه برخوردارند.

مخفف باندها	گستره فرکانس	تقسيمات	نمادها
b.mam	30KHZ-3	امواج۱۰ هزارمتری	VLF
b.km	300khz-30	امواج کيلومتری	LF
b.hm	3000khz-300	امواج هکتامتری	FM
b.dam	30mhz-3	امواج دکامتری	HF
b.m	300MHz-30	امواج متری	VHF
b.dm	3000MHz-300	امواج دسيمتری	UHF
b.cm	30GHz-3	امواج سانتيمتری	SHF
b.mm	300GHz-30	امواج ميليمتری	EHF
	3000GHz-300	امواج دسيميليمتر

 

دردسته بندی امواجی که قبلا ذکر شد هر گروه کاربردهای خاص خود را دارد در زیر برخی از آنها آمده است : ۱-متحرک هوانوردی ۲-ناوبری رادیویی ۳- آماتور ۴-آماتور ماهواره ای ۵-پخش همگانی صدا ۶- متحرک خشکی ۷-متحرک دریایی ۸- هواشناسی ماهواره ای ۹-تعیین موقعیت رادیویی و ماهواره ای ۱۰-تحقیقات فضایی ۱۱-پخش تصاویر تلویزیونی و غیره... که خود نیز دارای دسته بندی هستند.

يک موج راديويي يک موج الکترومغناطيسي است که ميتواند بوسيله يک آنتن انتشار يابدوهمانطور که ميدانيد امواج راديويي فرکانسهاي متفاوتی دارند  يکي از  سوالهاي ابتدايي شما ممکن است اين باشد که چرا برخي از امواج و فرکانسهايي که حتي بر روي يک باند مشترک منتشر مي شوندمثلا باند "F M" چرا  بوسيله راديوهاي گيرنده خانگي قابل دريافت نمي باشند؟ پاسخ اين است که گيرنده خانگي شما فقط ميتواند باندهاوفرکانسهايي را که کارخانه سازنده از پيش براي آن تعيين کرده و مثلا براي موج  FM    بين  88 megahertz  تا   108 megahertz    می باشد را دريافت نمايد.

 

تلسکوپ فضایی هرشل که چشمان فضایی آژانس فضایی اروپا در نور فروسرخ است، در تازه‌ترین یافته خود موفق به کشف ستاره‌ای شده که مانند یک فواره، آب را به درون فضا پرتاب می‌کند.

محمود حاج‌زمان: محققانی که به دنبال نشانه‌هایی از حیات در نقاط مختلف کیهان می‌گردند، معمولا جستجوی خود را با عنصری آغاز می‌کنند که برای اشکال پیچیده حیات که ما آنها را می‌شناسیم، حیاتی است: آب. اکنون تنها در فاصله 750 سال نوری از زمین، اخترشناسان حجم قابل توجهی از این ماده را یافته‌اند: آبی که مانند فواره و با سرعت 200 هزار کیلومتر بر ساعت از قطب‌های یک ستاره جوان خورشید مانند به فضای بین‌ستاره‌ای پرتاب می‌شود.

به گزارش پاپ‌ساینس، این کشف از چندین جهت قابل توجه است. از یک سو این کشف نشان می‌دهد که در سراسر کیهان ستارگان اولیه می‌توانند مقادیر عظیمی از آب را در محیط اطراف خود پخش کنند؛ آبی که بالقوه ممکن است باعث شکل‌گیری حیات در جایی دیگر شود. همچنین این کشف می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا اطلاعات تازه‌ای در خصوص نحوه شکل‌گیری خورشید منظومه شمسی، و نقش احتمالی آب در شکل‌گیری آن و همچنین شکل‌گیری سیاره زمین به دست آورند.

این ستاره توسط رصدخانه فضایی آژانس فضایی اروپا، هرشل، کشف شده است. چشمان هرشل قادرند به درون ابرهای متراکم گاز و غبار که باعث شکل‌گیری ستارگان می‌شوند، نفوذ کند. در این ستاره، هرشل ردپای نورهایی را مشاهده کرد که دال بر وجود هیدروژن و اکسیژن هستند، و در ادامه مشخص کرد که این اتم‌ها در داخل و اطراف ستاره تشکیل آب می‌دهند. اما هنگامی‌که این مولکول‌ها درون ستاره حرکت می‌کنند و وارد جت‌های عظیم گازی می‌شوند که از ستاره به بیرون پرتاب می‌شود، گرما و فشار موجود، آب را به بخار تبدیل می‌کند.

زمانی‌که جت‌های گاز به اندازه کافی از ستاره دور می‌شوند، بخار آب به سرعت سرد و دوباره به مایع تبدیل می‌شود. در این حالت، قطرات آب اصولا به صورت گلوله‌هایی از آب هستند که با سرعتی 80 برابر شلیک یک گلوله عادی در فضا حرکت می‌کنند. تعداد بسیار زیادی از این قطرات وجود دارد. به گفته اخترشناسان حجم آبی که از ستاره به بیرون پرتاب می‌شود، معادل کل آبی است که در هر ثانیه در رودخانه آمازون جریان دارد.

اخترشناسان تصور می‌کنند که عمر مرحله فوران آب کوتاه است، اما مرحله‌ای است که تمام توده‌های گازی شکل‌دهنده ستارگان آن را تجربه می‌کنند. اگر این حدس درست باشد، به این معنی است که آب می‌تواند در تمام کیهان پراکنده شده باشد. چیزی که به راستی یک تصور و حدس بسیار جذاب است.

منبع: خبرآنلاین